本文關鍵詞：二維函數(shù)光子晶體

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【摘要】：光子晶體是由兩種或兩種以上不同介電常數(shù)材料所構成的周期性光學納米結(jié)構.光子晶體結(jié)構可分為一維、二維和三維,其中二維光子晶體已成為研究的熱點.可調(diào)帶隙的二維光子晶體可以設計出新型的光學器件,因此,對它的研究具有重要的理論意義和應用價值.本文提出的二維新型函數(shù)光子晶體可以實現(xiàn)光子晶體帶隙的可調(diào)性.所謂二維函數(shù)光子晶體,即組成它的介質(zhì)柱的介電常數(shù)是空間坐標的函數(shù),它不同于介電常數(shù)為常數(shù)的二維常規(guī)光子晶體.二維函數(shù)光子晶體是通過光折變非線性光學效應或電光效應使介質(zhì)柱的介電常數(shù)成為空間坐標的函數(shù).運用平面波展開法給出了TE和TM波的本征方程,由傅里葉變換得到二維函數(shù)光子晶體介電常數(shù)ε(r)的傅里葉變換ε(G),其傅里葉變換比常規(guī)二維光子晶體的復雜.計算發(fā)現(xiàn)當介質(zhì)柱介電常數(shù)為常數(shù)時,其傅里葉變換與常規(guī)二維光子晶體的相同,因此二維常規(guī)光子晶體是二維函數(shù)光子晶體的特例.在此基礎上具體研究了二維函數(shù)光子晶體TE波和TM波的帶隙結(jié)構,其介質(zhì)柱介電常數(shù)函數(shù)形式取為ε(r)=k·r+b,其中k,b為可調(diào)的參數(shù).并與二維常規(guī)光子晶體TE波和TM波的帶隙結(jié)構進行了比較,發(fā)現(xiàn)二維函數(shù)光子晶體與二維常規(guī)光子晶體TE波和TM波的帶隙結(jié)構有明顯的區(qū)別,二維函數(shù)光子晶體的帶隙數(shù)目、位置以及寬度隨參數(shù)k的變化而發(fā)生改變.從而實現(xiàn)了二維函數(shù)光子晶體帶隙結(jié)構的可調(diào)性,為基于二維光子晶體的光學器件的設計提供了新的設計方法和重要的理論依據(jù).
【作者單位】： 吉林師范大學物理學院;吉林大學物理學院;東北師范大學物理學院;
【關鍵詞】： 二維函數(shù)光子晶體 平面波展開法 帶隙結(jié)構
【基金】：吉林省科技發(fā)展計劃項目(批準號:20130101031JC)資助的課題~~
【分類號】：O734
【正文快照】： 1引言 在過去的幾十年里,人們利用光子晶體[1,2]可以達到控制光的目的,這使得人們對光子晶體的研究產(chǎn)生了濃厚的興趣.光子晶體由不同介電常數(shù)的兩個或兩個以上材料構成,其重要特征為光子帶隙,缺陷態(tài),光局域化等[3-6].這些特點使其能夠控制光子的運動,所以可以用來制造一些全

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